Главная
Популярная публикация
Научная публикация
Случайная публикация
Обратная связь
ТОР 5 статей:
Методические подходы к анализу финансового состояния предприятия
Проблема периодизации русской литературы ХХ века. Краткая характеристика второй половины ХХ века
Ценовые и неценовые факторы
Характеристика шлифовальных кругов и ее маркировка
Служебные части речи. Предлог. Союз. Частицы
КАТЕГОРИИ:
|
Термодинамический цикл
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
ПО КОНТРОЛЬНО-КУРСОВОЙ РАБОТЕ
по дисциплине
ТЕРМОДИНАМИКА
Направление подготовки: 160700 Проектирование
авиационных и ракетных двигателей
Профиль подготовки: Ракетные двигатели твердого топлива
Форма обучения очная
Тула 2012 г.
Методические указания по контрольно-курсовой работе составлены доцентом О.А. Евлановой и обсуждены на заседании кафедры «Ракетное вооружение» машиностроительного факультета
протокол № 5 от «18» 01 2012 г.
Зав. кафедрой ___________ Н.А. Макаровец
Методические указания по контрольно-курсовой работе пересмотрены и утверждены на заседании кафедры «Ракетное вооружение» машиностроительного факультета
протокол № __ от «__» ________ 2010 г.
Зав. кафедрой ___________ Н.А. Макаровец
Часть 1
Газовые смеси и теплоемкости
Цель работы: определение основных параметров газовых смесей и теплоемкостей.
Исходные данные
Газовая смесь задана следующим образом (таблица 1): в массовых и объемных долях процентным составом компонентов смеси (графа 1); давление смеси pс м, бар (графа 2); объем смеси V см, м3 (графа 3); температура смеси tс м, С; температура для определения истинной теплоемкости смеси t, С (графа 4); интервал температур для определения средней теплоемкости смеси t 1 - t 2, С (графа 5).
Определить:
1. Состав смеси (если по условию задачи задан состав смеси в объемных долях ri, следует определить дополнительно состав смеси в массовых долях gi).
2. Газовые постоянные компонентов R i и смеси R см, кДж/ кг К.
3. Среднюю молярную массу смеси m cм через объемные и массовые доли.
4. Парциальные давления компонентов pi через объемные и массовые доли.
5. Массу смеси m см, кг и компонентов m i, кг.
6. Парциальные объемы V i, м3/кг и плотности ri, кг/м3.
7. Истинные молярную mс, кДж/кмольК, объемную с /, кДж/м3К и массовую с, кДж/кгК теплоемкости при p =const и v =const для заданной температуры смеси t, С.
8. Средние молярную mсср, объемную с /ср и массовую сср теплоемкости для заданного интервала температур.
9. Количество теплоты, необходимое на нагревание (охлаждение) в интервале температур (графа 5) при p =const: количества вещества 2 моль, 5 м3 и 7 кг смеси.
Молекулярные массы и газовые постоянные компонентов смеси определяются по таблице 2.
Истинная и средняя молярные теплоемкости компонентов смеси при p =const определяются по таблицам 3 и 4.
Результаты расчетов представить в виде расчетных формул и таблицы 5.
Таблица 5
Параметры смеси
| Компоненты смеси
| СO2
| H2
| СO
| N2
| H2O
| SO2
| O2
| ri
|
|
|
|
|
|
|
| gi
|
|
|
|
|
|
|
| R i
|
|
|
|
|
|
|
| pi
|
|
|
|
|
|
|
| m i
|
|
|
|
|
|
|
| V i
|
|
|
|
|
|
|
| ri
|
|
|
|
|
|
|
| Часть 2
Термодинамический цикл
Цель работы: анализ термодинамических циклов тепловых двигателей и определение основных параметров циклов.
Исходные данные
Задан произвольный цикл, состоящий из четырех последовательно осуществляемых процессов (таблица 6); рабочее тело – 1 кг сухого воздуха; теплоемкость С p = 1,025 кДж/кгК, газовая постоянная R = 0,287 кДж/кгК.
Определить:
1. Параметры p,v и T для основных точек цикла (точек пересечения процессов).
2. Показатель политропы n, теплоемкость c, изменения внутренней энергии u, энтальпии i, энтропии s, количество теплоты q, работу L, располагаемую работу L0 для каждого термодинамического процесса.
3. Количество теплоты q1, подведенное за цикл, и q2, отведенное за цикл, работу цикла Lц, располагаемую работу цикла L0ц, термический к.п.д. цикла ht.
Результаты расчетов представить в виде расчетных формул и таблицы 7.
Таблица 7
Про
цесс
| n
| с, кДж/кгК
| u,
кДж/кг
| i
кДж/кг
| s,
кДж/кгК
| q,
кДж/кг
| L,
кДж/кг
| L0,
кДж/кг
| 1-2
|
|
|
|
|
|
|
|
| 2-3
|
|
|
|
|
|
|
|
| 3-4
|
|
|
|
|
|
|
|
| 4-1
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 1
№
задачи
|
|
|
|
|
| СO2
| H2
| СO
| N2
| H2O
| SO2
| O2
|
|
| -
| -
|
|
| -
|
| 0,95
|
|
| 200-1000
|
|
| -
|
|
| -
| -
|
| 1,0
|
|
| 300-1000
|
| -
|
|
|
|
| -
| -
| 0,9
|
|
| 100-300
|
|
| -
| -
|
|
| -
|
| 1,05
|
|
| 600-200
|
| -
|
|
|
|
| -
| -
| 1,05
|
|
| 1000-100
|
|
|
|
|
| -
| -
| -
| 0,85
|
|
| 900-200
|
|
| -
| -
|
|
| -
|
| 0,7
|
|
| 700-500
|
| -
|
|
|
| -
| -
| -
| 0,95
|
|
| 500-200
|
| -
| -
| -
|
|
|
|
| 1,0
|
|
| 800-300
|
|
| -
| -
|
|
| -
|
| 1,05
|
|
| 600-100
|
|
| -
|
|
| -
|
| -
| 1,2
|
|
| 850-350
|
| -
|
| -
|
|
| -
|
| 1,0
|
|
| 350-750
|
|
| -
| -
|
|
| -
|
| 0,9
|
|
| 900-600
|
| -
|
|
|
| -
|
| -
| 1,0
|
|
| 450-300
|
| -
|
| -
|
| -
|
|
| 1,05
|
|
| 300-150
|
|
| -
| -
|
|
| -
|
| 1,05
|
|
| 800-300
|
|
| -
| -
|
|
| -
|
| 0,9
|
|
| 400-900
|
|
| -
| -
|
|
| -
|
| 0,95
|
|
| 800-300
|
|
|
|
|
| -
| -
| -
| 1,15
|
|
| 650-150
|
| -
|
|
|
| -
|
| -
| 0,85
|
|
| 150-1200
|
|
| -
| -
|
|
| -
|
| 1,0
|
|
| 300-800
|
| -
|
|
|
| -
|
| -
| 1,0
|
|
| 1200-1000
|
|
| -
| -
|
|
| -
|
| 0,9
|
|
| 400-900
| В задачах №1-10 заданы объемные, в остальных задачах – массовые доли компонентов.
Таблица 6
№ задачи
| Заданные параметры в основных точках
(p – в МПа, v – в м3/кг, Т – в К)
| Тип процесса и показатель политропы
|
|
|
|
|
| p2=0,1
| Т2=338
| Т3=273
| Т4=433
| n = 1,3
| изобар.
| адиабат.
| изохор.
|
| p1=0,8
| v1=0,12
| p2=2,0
| p3=1,2
| адиабат.
| изотерм.
| адиабат.
| изохор.
|
| p1=1,3
| T1=573
| p2=0,5
| Т3=290
| изотерм.
| адиабат.
| изотерм.
| адиабат.
|
| p1=0,2
| v1=0,45
| p2=1,2
| Т3=573
| адиабат.
| изохор.
| адиабат.
| изобар.
|
| p1=0,1
| T1=273
| p2=0,5
| T3=473
| n = 1,3
| изобар.
| n =1,3
| изобар.
|
| p1=0,09
| T1=303
| p2=0,4
| Т3=473
| n = 1,2
| изобар.
| n = 1,2
| изохор.
|
| p1=0,16
| v1=0,5
| Т2=423
| p3=2,5
| n = 1,2
| изохор.
| n = 1,2
| изобар.
|
| p1=0,18
| Т1=303
| v2=0,1
| p3=0,3
| n = 1,1
| изотерм.
| n = 1,1
| изохор.
|
| p1 =0,3
| v1=0,3
| p2=2,0
| Т3=573
| n = 1,3
| изобар.
| n = 1,3
| изобар.
|
| p1=2,0
| Т1=473
| Т2=623
| v3=0,12
| изобар.
| адиабат.
| изохор.
| изотерм.
|
| p1=0,2
| Т1=323
| p2=2,0
| Т3=473
| изотерм.
| изобар.
| изотерм.
| изобар.
|
| p1=0,4
| Т1=373
| p2=1,6
| p3=0,6
| адиабат.
| изотерм.
| адиабат.
| изобар.
|
| p1=0,3
| Т1=300
| p2=0,8
| Т3=473
| изотерм.
| изохор.
| изотерм.
| изохор.
|
| p1=1,2
| Т1=373
| p2=3,0
| Т3=473
| изотерм.
| изобар.
| изотерм.
| изобар.
|
| p1=5,0
| Т1=573
| p2=1,8
| v3=0,2
| изотерм.
| адиабат.
| изохор.
| адиабат.
|
| p1=0,7
| v1=0,12
| p1=2,0
| Т3=473
| адиабат.
| изобар.
| адиабат.
| изотерм.
|
| p1=0,3
| Т1=303
| p2=0,6
| Т3=523
| адиабат.
| изохор.
| адиабат.
| изотерм.
|
| p1=0,12
| v1=0,7
| v2=0,2
| Т3=423
| изотерм.
| изобар.
| изотерм.
| изобар.
|
| p1=0,4
| v1=0,3
| p2=1,0
| Т3=573
| изотерм.
| изобар.
| адиабат.
| изобар.
|
| p1=0,7
| Т1=473
| Т2=573
| v3=0,4
| изобар.
| изотерм.
| изохор.
| адиабат.
|
| p1=0,3
| Т1=298
| p2=1,0
| Т3=573
| адиабат.
| изобар.
| изотерм.
| изобар.
|
| p1=0,3
| v1=0,3
| p2=1,0
| T3=473
| адиабат.
| изохор.
| изотерм.
| изобар.
|
| p1=1,0
| Т1=523
| Т2=573
| p3=0,6
| изобар.
| адиабат.
| изобар.
| изохор.
| Таблица 2. Физические постоянные некоторых газов
Газ
| Химическая формула
| Масса
1кмоль, кг/кмоль
| Газовая постоянная R, Дж/кг град
| Плотность газа при н.у., кг/м3
| Кислород
| О2
|
| 259,8
| 1,429
| Водород
| Н2
| 2,016
| 4124,3
| 0,09
| Азот
| N2
| 28,02
| 296,8
| 1,25
| Окись углерода
| СО
|
| 296,8
| 1,25
| Воздух
| -
| 28,96
|
| 1,293
| Углекислый газ
| СО2
|
| 189,9
| 1,977
| Водяной пар
| Н2О
| 18,016
| 461,6
| 0,804
| Гелий
| Не
| 4,003
| 2077,2
| 0,178
| Аммиак
| NН3
| 17,031
| 488,2
| 0,771
|
Таблица 3. Истинная молярная теплоемкость различных газов
при р=const (μсp, кДж/ кмоль К)
T, С
| О2
| N2 (атм.)
| Н2
| СО
| СО2
| SO2
| Н2О
| Воздух
|
| 29,278
| 29,022
| 28,621
| 29,127
| 35,865
| 38,859
| 33,503
| 29,077
|
| 29,881
| 29,106
| 29,131
| 29,265
| 40,211
| 42,418
| 34,060
| 29,269
|
| 30,819
| 29,378
| 29,244
| 29,650
| 43,695
| 45,558
| 34,968
| 29,680
|
| 31,836
| 29,816
| 29,303
| 30,258
| 46,522
| 48,238
| 36,040
| 30,270
|
| 32,762
| 30,471
| 29,399
| 30,978
| 48,866
| 50,248
| 37,196
| 30,953
|
| 33,553
| 31,137
| 29,563
| 31,711
| 50,822
| 51,714
| 38,411
| 31,644
|
| 34,206
| 31,799
| 29,797
| 32,406
| 52,459
| 52,886
| 39,667
| 32,305
|
| 34,751
| 32,414
| 30,103
| 33,030
| 53,833
| 53,766
| 40,956
| 32,904
|
| 35,207
| 32,967
| 30,475
| 33,578
| 54,984
| 54,436
| 42,255
| 33,436
|
| 35,558
| 33,461
| 30,873
| 34,060
| 55,960
| 55,022
| 43,519
| 33,907
|
| 35,919
| 33,897
| 31,288
| 34,474
| 56,781
| 55,441
| 44,729
| 34,319
|
| 36,221
| 34,278
| 31,727
| 34,830
| 57,480
| 55,776
| 45,864
| 34,684
|
| 36,493
| 34,613
| 32,159
| 35,144
| 58,079
| 56,069
| 46,919
| 35,006
|
| 36,756
| 34,906
| 32,594
| 35,417
| 58,594
| -
| 47,903
| 35,295
|
| 37,004
| 35,161
| 33,005
| 35,651
| 59,038
| -
| 48,808
| 35,551
|
| 37,246
| 35,387
| 33,398
| 35,860
| 59,499
| -
| 49,645
| 35,777
|
| 37,485
| 35,584
| 33,767
| 36,045
| 59,745
| -
| 50,416
| 35,982
|
| 37,720
| 35,764
| 34,118
| 36,208
| 60,030
| -
| 51,140
| 36,174
|
| 37,950
| 35,923
| 34,449
| 36,355
| 60,277
| -
| 51,789
| 36,350
|
| 38,180
| 36,070
| 34,767
| 36,484
| 60,486
| -
| 52,384
| 36,514
|
| 38,411
| 37,195
| 35,061
| 36,602
| 60,662
| -
| 52,937
| 36,660
|
| 38,641
| 36,313
| 35,337
| 36,710
| 60,935
| -
| 53,456
| 36,803
|
| 38,863
| 36,422
| 35,609
| 36,807
| 60,926
| -
| 53,937
| 36,932
|
| 39,085
| 36,518
| 35,856
| 36,899
| 61,014
| -
| 54,377
| 37,058
|
| 39,298
| 36,631
| 36,095
| 36,983
| 61,069
| -
| 54,787
| 37,175
|
| 39,508
| 36,694
| 36,321
| 36,058
| 61,094
| -
| 55,168
| 37,284
|
Таблица 4. Средняя молярная теплоемкость различных газов
при р = const (μсp, кДж/ кмоль К)
T, С
| О2
| N2 (атм.)
| Н2
| СО
| СО2
| SO2
| Н2О
| Воздух
|
| 29,278
| 29,022
| 28,621
| 29,127
| 35,865
| 38,859
| 33,503
| 29,077
|
| 29,542
| 29,052
| 28,939
| 29,181
| 38,117
| 40,659
| 33,746
| 29,156
|
| 29,935
| 29,135
| 29,077
| 29,307
| 40,065
| 42,334
| 34,123
| 29,303
|
| 30,404
| 29,290
| 29,127
| 29,521
| 41,760
| 43,883
| 34,579
| 29,525
|
| 30,882
| 29,504
| 29,109
| 29,793
| 43,255
| 45,223
| 35,094
| 29,793
|
| 31,338
| 29,768
| 29,253
| 30,103
| 44,579
| 46,396
| 35,634
| 30,099
|
| 31,765
| 30,048
| 29,320
| 30,429
| 45,759
| 47,359
| 36,200
| 30,408
|
| 32,155
| 30,346
| 29,412
| 30,756
| 46,819
| 48,238
| 36,794
| 30,727
|
| 32,506
| 30,639
| 29,521
| 31,074
| 47,769
| 48,950
| 37,397
| 31,032
|
| 32,829
| 30,928
| 29,650
| 31,380
| 48,624
| 49,620
| 38,013
| 31,325
|
| 33,122
| 31,200
| 29,793
| 31,669
| 49,398
| 50,165
| 38,624
| 31,602
|
| 33,390
| 31,459
| 29,948
| 31,941
| 50,106
| 50,667
| 39,231
| 31,866
|
| 33,637
| 31,711
| 30,111
| 32,196
| 50,747
| 51,086
| 39,830
| 32,113
|
| 33,867
| 31,945
| 30,291
| 32,431
| 51,329
| -
| 40,412
| 32,347
|
| 34,081
| 32,167
| 30,471
| 32,657
| 51,865
| -
| 40,482
| 32,569
|
| 34,286
| 32,376
| 30,651
| 32,862
| 52,355
| -
| 41,530
| 32,778
|
| 34,479
| 32,569
| 30,836
| 33,055
| 52,807
| -
| 42,062
| 32,971
|
| 34,663
| 32,753
| 31,016
| 33,235
| 53,226
| -
| 42,581
| 33,155
|
| 34,839
| 32,921
| 31,196
| 33,407
| 53,611
| -
| 43,075
| 33,323
|
| 35,010
| 33,084
| 31,376
| 33,566
| 53,967
| -
| 43,544
| 33,486
|
| 35,174
| 33,235
| 31,552
| 33,712
| 54,298
| -
| 44,001
| 33,645
|
| 35,333
| 33,381
| 31,727
| 33,855
| 54,603
| -
| 44,399
| 33,792
|
| 35,488
| 33,520
| 31,895
| 33,984
| 54,888
| -
| 44,856
| 33,930
|
| 35,638
| 33,645
| 32,062
| 34,110
| 55,152
| -
| 45,261
| 34,064
|
| 35,789
| 33,683
| 32,226
| 34,227
| 55,399
| -
| 45,651
| 34,190
|
| 35,932
| 33,880
| 32,389
| 34,340
| 55,624
| -
| 46,023
| 34,311
|
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском:
|